凡人机甲！交大学子的“智行”梦！

互推小编 2024-02-21

凡人机甲

交大学子助力医疗康复

“双向线驱动下肢外骨骼机器人助行系统”

喜获挑战杯一等奖

问

“外骨骼”？这是何物？

连续点击揭晓庐山真面目

（部分图片来源网络）

在我国医疗康复领域，技术层面的缺口巨大。在外骨骼的三大应用领域中，医疗康复市场需求最大，但它的实际应用率却最低。

我校电子信息工程学院的“双向线驱动下肢外骨骼机器人助行系统”研发团队，着眼当下医疗康复外骨骼笨重、附加转动惯量大、昂贵等痛点，经过3年方案验证，历经2代原型机迭代，打造出了这款双向线驱动外骨骼Bixo。

，时长02:46

Bixo可帮助下肢运动障碍的患者具备更好的行走能力，其助力效果较业内顶尖的两款哈佛大学样机提升近60%，成本较市面产品降低9成。

侯涛刚

（指导老师）

本项目是下肢助力外骨骼设计的一次全新尝试，从技术思想上来讲是领先的，从研发过程来讲，学生的深度参与也体现出了“挑战杯”回归育人初心、深挖育人价值的价值导向。

王天乐

Bixo项目致力于让先进技术走出实验室，走入寻常百姓家；Bixo团队期望成为我国康复外骨骼普遍落地应用的先遣者；Bixo线驱动方案将会成为未来康复外骨骼的标准范式之一；我们相信有朝一日，康复外骨骼的销量将会超过轮椅。

林映廷

这一发明能够使外骨骼更易穿戴和使用，为外骨骼在医疗领域的使用提供可行方案。

马丁一

外骨骼机器人的设计理想先进，为下肢障碍者带来低成本高质量解决方案。

从少年初心

到青年使命

和很多人一样，王天乐同学最初接触“外骨骼”技术，是被帅气的金属质感和科技感吸引。不同的是，他并不满足于观赏，而是想要亲手打造出属于自己的外骨骼。

在追逐梦想的过程中，朋友的一次意外事故改变了他的研究思路：因为意外导致的脊髓损伤，朋友失去了行走能力。于是，王天乐开始思考：能不能把外骨骼技术应用到医疗康复领域，让科技更切实地惠及千家万户，更直接地体现价值？

在这个思考过程中，他从单纯追逐“让强者愈强”的初心，逐渐变成“为折翼者添翅膀”的使命：“我认为搞研究不是为了在象牙塔上故弄玄虚，不是为了用知识欺负外行，也不只是为了装饰自己的简历、给自己搞钱，而应该首要考虑到，自己要做的这项研究，能否真能帮助到你、我、他的生活，能否让我们所处的社会有所改善。父母和纳税人让我们拥有了接受高等教育的机会，如果这些事不由我们这些有能力的人来做，还能由谁来代替呢？”

从举步维艰

到决不妥协

有了目标，王天乐和通过比赛认识的马丁一、林映廷一拍即合，组成了小小的团队，由侯涛刚、唐涛、冯麟淞三位老师担任导师。

项目的研发并非一帆风顺，他们首先面临的问题是，如何将动力装置转移到人体的运动近端。团队决定采取线驱动方式。用线驱动转移大质量设备，听上去很美好，但要让非刚性的力传导在关节转动时保证线性、稳定，并实现双向助力，在世界外骨骼研究中都是个难题，后续研发更是横跨多个学科领域：机械设计、电路设计、人体工程学、材料力学、康复治疗学、人工智能、控制理论、传感器技术、软件工程等等。对三位本科生来说，这无疑是一个巨大的挑战。

“研究这个项目，我一次也没有想过放弃，但却几乎每天都会想糊弄了事。”王天乐说，“眼前的荆棘总在引诱我去想，‘也许目前效果已经可以接受了’‘要不这个功能总做不好就不做了’……”

但好在，这些想法只停留在脑中，在行动上，Bixo的研发团队有着一股不服输的倔强、一股不将就的心气。他们互相打气，各自揽下艰难的任务，利用一切休息时间去学习、去尝试，日拱一卒，不言放弃。

除了相互支撑鼓励，指导老师带给他们的影响也是巨大的：“我们时常觉得，侯老师仿佛就是项目团队中的组员，但他并不会代替我们思考，而是站在更高的维度上，给予我们思路上的启发。而除了对项目直接的影响，更深远的意义在于这种身先士卒的榜样精神，时刻激励着我们成为更好的自己。”

从团队荣耀

到科研仁心

“双向线驱动下肢外骨骼机器人助行系统”获得第十七届“挑战杯”一等奖，对团队和学校来说，都是一个值得骄傲的成绩。然而，Bixo的旅途并不止于此。

当今的医疗市场上，外骨骼技术产品价格昂贵，普通的家庭难以承担。相比较业内顶尖的两款哈佛大学样机，Biox的助力效果提升近60%，成本却能降低9成。对无数下肢运动障碍的患者来说，如果Biox项目能够实现落地，将大大加快他们康复的进程。

谈到对Biox项目未来的发展，团队指导老师侯涛刚老师说：“目前我们整个社会正在面临老龄化的趋势，从长期需求来看，未来机器人技术，尤其是医疗机器人，一定会有大量的市场和广阔的前景。因此，我很看好学生们的作品和项目，相信经过不断的迭代升级和用户试验，在未来一定能够实现较高的社会价值，造福更多的下肢运动障碍患者。”

目前，Bixo项目已申请发明专利，并开展了临床试验，致力于打破欧美技术垄断，成为我国康复外骨骼广泛落地应用的先遣者。未来，团队也制定了一个个阶段性目标：要开发配套APP客户端和云端康复数据中心、取得第二类创新型医疗器械资格证、与至少5家科研机构和8家医院诊所取得合作等等。证书上的成绩不算成绩，他们要的，是把科研成果真正应用到康复患者身上，让千千万万个家庭回归正常生活。

在我国的十四五规划中，智慧医疗是一个重点任务，Biox项目的出现以及后续发展，将会在我国医疗水平朝发达国家迈进的过程中，贡献一份来自交大的力量。